(57)【要約】【課題】本発明は、加熱手段による定着部材の加熱を加熱手段等の温度特性に応じて効率的に行う画像形成装置に関する。【解決手段】画像形成装置１は、定着温度制御の立ち上がり時間を所定値に抑制する立ち上がり時間調整モードが設定されると、制御回路５０が、入力電圧検出回路２４、出力電圧検出回路３０及び電流検出回路２７の検出結果に基づいて、定着ヒータ１２への直流電力生成回路２０からの出力電圧を所定値にシフトアップするレベルを調整して、定着ローラ１０が目標温度に到達するまでの立ち上がり時間を調整する。また、定着ヒータ１２が交換されると、制御回路５０が、立ち上がり時間調整モードでの直流電力生成回路２０からの出力電圧を所定値にシフトアップするレベルを、当該交換後の定着ヒータ１２に対応するレベルに調整する。【選択図】          図３
2005121871.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも加熱手段で所定の目標温度に加熱される定着部材が、記録剤像の転写された記録媒体を加熱して当該記録剤像を当該記録媒体に定着させる定着手段と、前記加熱手段に電力を供給する電力供給手段と、前記加熱手段への前記電力供給手段からの供給電力を制御して、前記定着部材を前記目標温度に制御する定着温度制御を行う制御手段と、を備えた画像形成装置であって、前記制御手段による前記定着温度制御の立ち上がり時間を所定値に抑制する立ち上がり時間調整モードを備え、前記電力供給手段は、入力される交流を直流に変換して前記加熱手段に電力供給するとともに、出力電流を検出する電流検出手段と、出力電圧を検出する電圧検出手段を有し、前記制御手段は、前記立ち上がり時間調整モードが設定されると、前記電流検出手段の検出電流と前記電圧検出手段の検出電圧に基づいて、前記加熱手段への前記電力供給手段からの出力電圧を所定値にシフトアップするレベルを調整して、前記定着部材が前記目標温度に到達するまでの立ち上がり時間を調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、少なくとも前記定着手段の前記加熱手段が交換されると、前記立ち上がり時間調整モードでの前記電力供給手段からの前記加熱手段への出力電圧を所定値にシフトアップするレベルを、当該交換後の加熱手段に対応するレベルに調整することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記画像形成装置は、前記立ち上がり時間調整モードの設定／解除を任意に選択する選択手段を備え、前記制御手段は、当該選択手段で当該立ち上がり時間調整モードの設定が選択さたときにのみ当該立ち上がり時間調整モードを実行することを特徴とする請求項１または請求項２記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、詳細には、定着ヒータ等の加熱手段による定着ローラ等の定着部材の加熱を当該加熱手段等の温度特性に応じて効率的に行う画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真式の画像形成装置においては、トナー等の記録剤像を感光体上に形成して当該感光体から記録紙等の記録媒体上に転写し、この記録剤像の転写された記録媒体を定着部に搬送する。
【０００３】
定着部は、一般的に、定着ヒータを内蔵して当該定着ヒータにより定着温度に加熱されるとともに回転駆動される定着ローラと、定着ローラに圧接されて定着ローラとともに回転する加圧ローラと、を備え、記録剤像の転写された記録媒体が搬送されてくると、当該記録媒体を定着ローラと加圧ローラで狭持して搬送しつつ加熱して、記録媒体上の記録剤像を当該記録媒体に定着させる。
【０００４】
このような定着ローラを使用した定着部では、一般に、定着ローラの表面温度を測定して、フィードバックして一定温度に保つように定着ヒータの加熱を制御しているが、定着ローラの熱容量が大きく応答性が悪いため、温度が上下して制御を安定させることが困難である。
【０００５】
特に、一旦低下した定着ローラの温度がなかなか上昇しないために、連続印刷時の印刷終了後に、加熱し過ぎて温度が大幅に上昇してしまい、定着装置の寿命低下や無駄な電力を消費するという問題があった。
【０００６】
そして、従来、交流入力を加熱手段である定着ヒータに供給する定着装置では、商用電源周波数の関係から基本的に数ｍｓよりも微細な定着温度制御を行うことができない。例えば、温度制御を細かくしようとしても、定着ヒータに電力を供給する電力供給部が交流入力を整流器で整流して直流に変換する直流生成部ではないため、微細な制御を行うことができず、リップルをさらに小さくすることができないという限界があり、また、定着温度のオーバーシュートを抑えようとしても抑えることができないという限界があり、立ち上がり時間を過ぎても、なお、熱量を供給してしまい、電力の損失が発生するという問題があった。
【０００７】
そして、従来、通紙タイミングや定着に要する熱量を演算し、通紙タイミングに対して熱伝導の遅延時間分先行して、定着に必要な熱量を加えることにより、適性温度に維持して制御の安定化を図った定着装置の制御方法が提案されている（特許文献１参照）。
【０００８】
また、従来、立上げ時に定着ローラ以外の装置での電力消費を少なくして、定着ローラへの投入電力の配分を増やすことで、立ち上げ時間を短縮する画像形成装置が提案されている（特許文献２参照）。
【０００９】
【特許文献１】特開２００２−１１６６５８号公報
【特許文献２】特開２００１−２２２３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、このような従来技術にあっては、定着ヒータ等の定着部の温度特性に応じて効率的に定着ローラを加熱して、電力を有効利用し、効率的にかつ安定して定着ローラを加熱する上で、改良の必要があった。
【００１１】
すなわち、特許文献１記載の従来技術にあっては、加熱手段に電力を供給する電力供給手段が、交流入力を整流手段で整流して直流に変換する方式ではないため、微細な制御を行うことができず、また、定着に利用されない部分の定着ローラの表面まで熱量を加えているため、電力の損失があり、効率的に定着ローラを加熱して、電力を有効利用し、速やかにかつ安定して定着ローラを加熱する上で、改良の必要があった。
【００１２】
また、特許文献２記載の従来技術にあっては、定着に利用されない部分の定着ローラの表面まで熱量を加えているため、電力の損失があり、効率的に定着ローラを加熱して、電力を有効利用し、速やかに定着ローラを加熱する上で、改良の必要があった。
【００１３】
そして、上記各特許文献は、いずれも定着部の温度特性、特に、定着ヒータの温度特性については考慮しておらず、より一層効率的にかつ適切に定着ローラを加熱する上で改良の必要があった。
【００１４】
そこで、本発明は、交流入力を電力供給手段で整流して直流に変換して、定着に必要な熱量を加熱手段に供給する際に、加熱手段の温度特性を考慮して、要求される立ち上がり時間を調整し、立ち上がり時間を過ぎても、電力が供給され続けて熱量を加えることを防止し、電力の損失を抑えて効率的に目標温度に加熱する画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１５】
具体的には、請求項１記載の発明は、定着手段の加熱手段に電力供給手段から電力を供給して目標温度に加熱して、当該加熱手段で加熱される定着部材で、記録剤像の転写された記録媒体を加熱して当該記録剤像を当該記録媒体に定着させ、制御手段で、加熱手段への電力供給手段からの供給電力を制御して、定着部材を目標温度に制御するに際して、制御手段による定着温度制御の立ち上がり時間を所定値に抑制する立ち上がり時間調整モードが設定されると、制御手段が、入力される交流を直流に変換して加熱手段に電力供給する電力供給手段の電流検出手段の検出電流と電圧検出手段の検出電圧に基づいて、加熱手段への電力供給手段からの出力電圧を所定値にシフトアップするレベルを調整して、定着部材が目標温度に到達するまでの立ち上がり時間を調整することにより、定着手段の加熱手段の定着温度が当該加熱手段の温度特性に適した状態で、目標温度に達するまでの立ち上がり時間に調整を加え、立ち上がり時間が過ぎても、電力が供給され続けて熱量を加えることを防止して、電力の損失を抑えるとともに、効率的に定着部材を加熱する画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１６】
請求項２記載の発明は、制御手段が、少なくとも定着手段の加熱手段が交換されると、立ち上がり時間調整モードでの電力供給手段から加熱手段への出力電圧を所定値にシフトアップするレベルを、当該交換後の加熱手段に対応するレベルに調整することにより、メンテナンス等で定着手段の加熱手段が交換されると、当該交換後の加熱手段の温度特性に適した立ち上がり時間に調整し、立ち上がり時間を過ぎても、電力が供給され続けて熱量を加えることを確実に防止して、電力の損失をより一層抑えるとともに、より一層効率的に定着部材を加熱する画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１７】
請求項３記載の発明は、立ち上がり時間調整モードの設定／解除を任意に選択する選択手段で当該立ち上がり時間調整モードの設定が選択さたときにのみ、制御手段が、当該立ち上がり時間調整モードを実行することにより、操作者の操作に応じて、当該操作者の利用形態に適した定着部材の温度制御を行い、電力の損失を抑えるとともに、利用性の良好な画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
請求項１記載の発明の画像形成装置は、少なくとも加熱手段で所定の目標温度に加熱される定着部材が、記録剤像の転写された記録媒体を加熱して当該記録剤像を当該記録媒体に定着させる定着手段と、前記加熱手段に電力を供給する電力供給手段と、前記加熱手段への前記電力供給手段からの供給電力を制御して、前記定着部材を前記目標温度に制御する定着温度制御を行う制御手段と、を備えた画像形成装置であって、前記制御手段による前記定着温度制御の立ち上がり時間を所定値に抑制する立ち上がり時間調整モードを備え、前記電力供給手段は、入力される交流を直流に変換して前記加熱手段に電力供給するとともに、出力電流を検出する電流検出手段と、出力電圧を検出する電圧検出手段を有し、前記制御手段は、前記立ち上がり時間調整モードが設定されると、前記電流検出手段の検出電流と前記電圧検出手段の検出電圧に基づいて、前記加熱手段への前記電力供給手段からの出力電圧を所定値にシフトアップするレベルを調整して、前記定着部材が前記目標温度に到達するまでの立ち上がり時間を調整することにより、上記目的を達成している。
【００１９】
この場合、例えば、請求項２に記載するように、前記制御手段は、少なくとも前記定着手段の前記加熱手段が交換されると、前記立ち上がり時間調整モードでの前記電力供給手段からの前記加熱手段への出力電圧を所定値にシフトアップするレベルを、当該交換後の加熱手段に対応するレベルに調整するものであってもよい。
【００２０】
また、例えば、請求項３に記載するように、前記画像形成装置は、前記立ち上がり時間調整モードの設定／解除を任意に選択する選択手段を備え、前記制御手段は、当該選択手段で当該立ち上がり時間調整モードの設定が選択さたときにのみ当該立ち上がり時間調整モードを実行するものであってもよい。
【発明の効果】
【００２１】
請求項１記載の発明の画像形成装置によれば、定着手段の加熱手段に電力供給手段から電力を供給して目標温度に加熱して、当該加熱手段で加熱される定着部材で、記録剤像の転写された記録媒体を加熱して当該記録剤像を当該記録媒体に定着させ、制御手段で、加熱手段への電力供給手段からの供給電力を制御して、定着部材を目標温度に制御するに際して、制御手段による定着温度制御の立ち上がり時間を所定値に抑制する立ち上がり時間調整モードが設定されると、制御手段が、入力される交流を直流に変換して加熱手段に電力供給する電力供給手段の電流検出手段の検出電流と電圧検出手段の検出電圧に基づいて、加熱手段への電力供給手段からの出力電圧を所定値にシフトアップするレベルを調整して、定着部材が目標温度に到達するまでの立ち上がり時間を調整するので、定着手段の加熱手段の定着温度が当該加熱手段の温度特性に適した状態で、目標温度に達するまでの立ち上がり時間に調整を加えることができ、立ち上がり時間が過ぎても、電力が供給され続けて熱量を加えることを防止して、電力の損失を抑えることができるとともに、効率的に定着部材を加熱することができる。
【００２２】
請求項２記載の発明の画像形成装置によれば、制御手段が、少なくとも定着手段の加熱手段が交換されると、立ち上がり時間調整モードでの電力供給手段から加熱手段への出力電圧を所定値にシフトアップするレベルを、当該交換後の加熱手段に対応するレベルに調整するので、メンテナンス等で定着手段の加熱手段が交換されると、当該交換後の加熱手段の温度特性に適した立ち上がり時間に調整することができ、立ち上がり時間を過ぎても、電力が供給され続けて熱量を加えることを確実に防止して、電力の損失をより一層抑えることができるとともに、より一層効率的に定着部材を加熱することができる。
【００２３】
請求項３記載の発明の画像形成装置によれば、立ち上がり時間調整モードの設定／解除を任意に選択する選択手段で当該立ち上がり時間調整モードの設定が選択さたときにのみ、制御手段が、当該立ち上がり時間調整モードを実行するので、操作者の操作に応じて、当該操作者の利用形態に適した定着部材の温度制御を行うことができ、電力の損失を抑えることができるとともに、利用性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。
【実施例１】
【００２５】
図１〜図５は、本発明の画像形成装置の一実施例を示す図であり、図１は、本発明の画像形成装置の一実施例を適用した画像形成装置１の定着部２の正面断面図である。
【００２６】
図１において、画像形成装置１は、図示しない画像形成部で画像データに基づいて電子写真方式で、記録紙（記録媒体）にトナー像（記録剤像）を転写して、定着部２でトナー像を記録紙に定着させることで、画像形成する。
【００２７】
すなわち、画像形成装置１は、図示しない画像形成部で画像データに基づいて感光体に静電潜像を形成し、当該静電潜像に現像ユニットからトナー（記録剤）を供給してトナー像（記録剤像）を形成する。画像形成装置１は、この感光体上のトナー像を記録紙に転写し、トナー像の転写された記録紙を定着部２に搬送する。画像形成装置１は、定着部２でトナー像を記録紙に定着させて、排紙部から排紙トレイ上に記録済の記録紙を排出する。
【００２８】
定着部（定着手段）２は、定着ローラ（定着部材）１０と加圧ローラ１１が所定圧力で圧接されており、定着ローラ１０は、図１の矢印で示す反時計方向に回転駆動される。加圧ローラ１１は、定着ローラ１０の回転に伴って、定着ローラ１０とともに従動回転する。
【００２９】
定着部２は、定着ローラ１０と加圧ローラ１１の間に搬送されてくるトナー像の転写された記録紙を、定着ヒータ１２により定着温度に加熱されている定着ローラ１０と加圧ローラ１１で搬送しつつ加熱して、トナー像を記録紙に定着させる。
【００３０】
定着ローラ１０は、薄肉で円筒形状に形成されており、内部に定着ヒータ（加熱手段）１２が配設されている。
【００３１】
定着ヒータ１２としては、例えば、定着ローラ１０の軸方向に所定長さを有する赤外線ヒータが用いられており、定着ローラ１０を加熱して、定着ローラ１０の表面を所定の定着温度（目標温度）に加熱する。
【００３２】
定着部２は、図２に示すように、定着部２ａ、２ｂ、２ｃ毎に固有の温度特性を有しており、定着部２の温度特性は、その構成上、主に各定着部２の内蔵する定着ヒータ１２ａ、１２ｂ、１２ｃによって大きく左右される。そして、この定着部２の温度特性が、画像形成装置１の立ち上がり時間に影響する。
【００３３】
そして、画像形成装置１は、定着ローラ１０の定着ヒータ１２が、図３に示す直流電力生成回路（電力供給手段）２０に接続されており、当該直流電力生成回路２０により定着ヒータ１２への電力供給が制御されて、定着ローラ１０が、所定の定着温度に温度制御される。
【００３４】
図３において、定着ローラ１０は、上記定着ヒータ１２に接続されている温度ヒューズ１３が定着ヒータ１２の近傍に設けられており、温度ヒューズ１３は、制御回路５０の故障等で異常加熱となった場合に、回路を遮断して、発煙発火するのを防止する。
【００３５】
また、定着ローラ１０は、定着ローラ１０の近傍の位置に、定着ヒータ１２による定着ローラ１０の加熱温度を検出する温度検出センサ１４が配設されており、温度検出センサ１４としては、例えば、サーミスタ等が用いられている。
【００３６】
この定着部２の定着ヒータ１２には、上述のように、直流電力生成回路２０が接続されており、直流電力生成回路２０には、リレー４１及びフィルタ４２を介して商用の交流電源４３が供給される。
【００３７】
フィルタ４２は、直流電力生成回路２０からのノイズが交流電源４３に影響しないようにし、リレー４１は、制御回路（制御手段）５０によりオン／オフされて、オンのときに、フィルタ４２を介して入力される交流電源４３を直流電力生成回路２０に供給し、オフのときに、交流電源４３の直流電力生成回路２０への入力を遮断する。
【００３８】
直流電力生成回路２０は、全波整流回路２１、トランジスタ２２、コンデンサ２３、入力電圧検出回路（電圧検出手段）２４、チョークコイル２５、トランジスタ２６、電流検出回路（電流検出手段）２７、ダイオード２８、平滑用コンデンサ２９及び出力電圧検出回路（電圧検出手段）３０等を備えており、リレー４１を介して、交流電源４３が全波整流回路２１に供給される。
【００３９】
全波整流回路２１は、リレー４１を介して入力される交流電源を全波整流して、トランジスタ２２に出力する。すなわち、全波整流回路２１には、図４に示すような入力交流電圧波形の電源が入力され、全波整流回路２１は、この入力交流電圧波形の電源を、図５に示す全波整流電圧波形の電源に全波整流する。
【００４０】
全波整流回路２１の正極側は、トランジスタ２２を経て、ノイズ吸収用のコンデンサ２３、入力電圧検出回路２４、チョークコイル２５に接続され、コンデンサ２３と入力電圧検出回路２４の他端が、全波整流回路２１の負極側に接続されている。チョークコイル２５の他端は、トランジスタ２６のコレクタまたはドレイン及びダイオード２８のアノードに接続されており、トランジスタ２６のエミッタまたはソースが、全波整流回路２１の負極側に接続されている。ダイオード２８のカソードは、平滑用コンデンサ２９、出力電圧検出回路３０及び定着ヒータ１２に接続され、平滑用コンデンサ２９と出力電圧検出回路３０の他端は、全波整流回路２１の負極側に接続されている。
【００４１】
そして、定着ヒータ１２の他端は、温度ヒューズ１３に接続され、温度ヒューズ１３の他端が、全波整流回路４３の負極側に接続されている。なお、ダイオード２８は、整流用であり、トランジスタを用いてもよい。
【００４２】
トランジスタ２６のエミッタ側と全波整流回路２１の負極側との間に、電流検出回路２７が設けられており、電流検出回路２７としては、０．１Ω以下の抵抗、または、電流検出コイルを利用したものが用いられていて、検出結果を制御回路５０に出力する。
【００４３】
入力電圧検出回路２４及び出力電圧検出回路３０は、抵抗分割で降圧した電圧として電圧検出を行い、検出電圧を制御回路５０に直接出力、または一旦フォトカプラで絶縁して制御回路５０に出力する。
【００４４】
そして、直流電力生成回路２０は、昇圧型チョッパーであり、トランジスタ２６がオンのときに、チョークコイル２５にエネルギーを蓄え、トランジスタ２６がオフのときに、ダイオード２８を介して平滑用コンデンサ２９を充電する。
【００４５】
いま、トランジスタ２６のスイッチング周期をＴ、ＯＦＦ（オフ）時間をＴoff、平滑用コンデンサ２９の平均電圧をＥ、入力電圧をＶinとすると、平滑用コンデンサ２９の平均電圧Ｅは、次式（１）で与えられる。
【００４６】
Ｅ＝ｋ（Ｔ／Ｔoff）×Ｖin×２1/2・・・（１）
なお、ｋは、回路のインピーダンス、負荷となる定着ヒータ１２の抵抗値及びその他で決まる係数である。
【００４７】
いま、係数ｋを「１」とし、Ｔ＝５μＳ、Ｖin＝１００Ｖとすると、トランジスタ２６のＯＦＦ時間Ｔoff＝２．５μＳのときに、平均電圧Ｅは、「２８２」Ｖとなる。
【００４８】
ここで、トランジスタ２６のＯＦＦ時間Ｔoffを小さくすると、平均電圧Ｅは、限りなく大きくできそうであるが、実際に得られる昇圧比は、５倍程度である。
【００４９】
このように、直流電力生成回路２０は、トランジスタ２６のＯＦＦ時間Ｔoffを制御することで、任意に、例えば、定着ヒータ１２の定格電圧値に出力電圧を変えることができる。
【００５０】
そして、直流電力生成回路２０は、定着ローラ１０を、所定の定着温度に温度制御するためには、定着ヒータ１２への供給電力の供給を一定に維持することのできる微細な値での制御が可能な直流を供給し、急速な温度上昇や温度低下にも対応して、電力供給を一定に維持する。
【００５１】
画像形成装置１は、定着ヒータ１２による定着ローラ１０の定着温度制御の立ち上がり時間を所定値に抑える立ち上がり時間調整モードを備えており、また、図示しない操作部等に、この立ち上がり時間調整モードの設定／解除を選択操作するモードスイッチ（選択手段）が設けられている。
【００５２】
制御回路５０は、モードスイッチで立ち上がり時間調整モードに設定されると、各画像形成装置１毎に求められた各定着部２のシーケンスに従って電力供給された際の立ち上がり温度特性を元に、要求される立ち上がり時間と比較して、さらにどれだけの出力電圧をシフトアップさせるか、そのレベルを演算して、立ち上がり時間を過ぎても、定着ヒータ１２に電力を供給することなく、かつ、オーバーシュートを抑えるように直流電力生成回路２０の動作を制御する。
【００５３】
次に、本実施例の作用を説明する。本実施例の画像形成装置１は、画像形成部で画像データに基づいて感光体に静電潜像を形成して、当該静電潜像に現像ユニットからトナーを供給してトナー像を形成し、この感光体上のトナー像を記録紙に転写して、トナー像の転写された記録紙を定着部２に搬送して、定着部２で、トナー像を記録紙に定着させる。
【００５４】
定着部２は、回転駆動されるとともに定着ヒータ１２により加熱される定着ローラ１０と加圧ローラ１１が所定圧力で圧接されており、定着ローラ１０と加圧ローラ１１の間に搬送されてくるトナー像の転写された記録紙を、定着ヒータ１２により定着温度に定着ローラ１０と加圧ローラ１１で搬送しつつ加熱して、トナー像を記録紙に定着させる。
【００５５】
そして、定着ヒータ１２は、定着ローラ１０内に配設されており、定着ローラ１０を所定の定着温度に加熱するが、メンテナンス等で交換される。
【００５６】
この定着ヒータ１２には、直流電力生成回路２０から電力供給され、この直流電力生成回路２０からの電力供給を、温度検出センサ１４の検出結果に基づいて制御回路５０が制御しており、また、直流電力生成回路２０は、入力電圧検出回路２４、出力電圧検出回路３０及び電流検出回路２７の検出結果に基づいて出力電力を制御している。
【００５７】
すなわち、定着ローラ１０は、定着ローラ１０の近傍に定着ヒータ１２の温度を検出する温度検出センサ１４が設けられており、温度検出センサ１４は、検出温度を温度検出信号として制御回路５０に出力する。
【００５８】
制御回路５０は、温度検出信号の示す検出温度と定着温度である目標温度とを比較して、検出温度と目標温度の差に応じて、トランジスタ２６の動作制御を行って、定着ヒータ１２への供給電力を制御し、定着ローラ１０のローラ表面温度を所定の目標温度（定着温度）に制御する。
【００５９】
そして、制御回路５０は、上記定着ヒータ１２の温度制御を、予め分かっている通紙タイミングや定着に要する熱量から予測される温度上昇、温度低下を予測演算し、定着ローラ１０の表面温度が所定の目標温度に一定に維持されるように行っている。
【００６０】
また、この制御回路５０による温度制御を可能にするために、直流電力生成回路２０は、定着ヒータ１２への電力供給を一定に維持できるだけの微細な値での制御が可能な直流を供給可能であり、また、急速な温度上昇、低下にも対応して一定に維持できる。
【００６１】
そして、直流電力生成回路２０は、上述のように、昇圧型チョッパーであり、トランジスタ２６がＯＮ（オン）のときに、チョークコイル２５にエネルギーを蓄え、トランジスタ２６がＯＦＦ（オフ）のときに、ダイオード２８を介して平滑用コンデンサ２９を充電する。
【００６２】
直流電力生成回路２０は、制御回路５０がトランジスタ２６のＯＦＦ時間Ｔoffを制御することで、上記（１）式に示したように、平均電圧Ｅを制御して、定着ヒータ１２の定格電圧値に出力電圧を変えることができる。
【００６３】
いま、平滑用コンデンサ２９が無い場合について説明すると、この場合、ダイオード２８の出力は、直接、定着ヒータ１２に流れ、定着ヒータ１２にはスイッチング周期５μＳ（２０ＫＨｚ）の大きなリプルのある電圧波形が印加されるが、定着ヒータ１２は、発熱が目的であり、熱時定数が交流電圧の周期よりも大きいため、このリプルは問題とならない。
【００６４】
そして、制御回路５０は、温度検出センサ１４の検出する定着ヒータ１２の検出温度と目標温度との温度差から、トランジスタ２６のＯＦＦ時間Ｔoffを増減し、検出温度が目的温度になるように制御する。
【００６５】
このように、平滑用コンデンサ２９を省くと、当該コンデンサ２９が無いことで、低コスト、小型化することができる。
【００６６】
また、平滑用コンデンサ２９を備える場合には、定着ヒータ１２の温度と出力電圧の両方の情報を使用した柔軟な制御を行って、高機能に制御することができる。
【００６７】
すなわち、平滑用コンデンサ２９を備えている場合、昇圧型チョッパー回路である直流電力生成回路２０は、Ｔ／Ｔoff＝１のとき、Ｅmin＝Ｖin×２1/2であるので、このままでは定着ヒータ１２にＥminが印加されることになる。
【００６８】
そこで、全波整流回路２１の出力にトランジスタ２２が設けられており、定着ヒータ１２の温度が所定の値以上になった場合に、このトランジスタ２２をＯＦＦ（オフ）する。
【００６９】
すなわち、従来では、例えば、入力電圧１００Ｖの場合、定着ヒータの電圧定格も１００Ｖ（ＡＣ）であるため、定着ヒータとして、定着部が必要とする最大電力の赤外線ヒータを用いていた。また、例えば、６５０Ｗの定着ヒータと３５０Ｗの定着ヒータを備え、定着部の立ち上げ時には、２本の定着ヒータを同時に点灯し、定着動作時には１本のみ、あるいは、２本を制御する方法がとられていた。また、定着動作をしてない時にも、熱損失があるため、定着ヒータを点滅させて保温制御していた。
【００７０】
そして、電子機器では電気安全法等で許容できる入力電力が決められていて、国内の一般的事務所、家庭の電源コンセントでは、１００Ｖで最大定格１５Ａであり、交流入力を直接定着ヒータに供給する場合、仮に定着ヒータ以外の電力を「０」としても、定着ヒータに供給できる最大電力は、１５００Ｗである。
【００７１】
ところが、本実施例の昇圧型チョッパー回路である直流電力生成回路２０は、その出力段に、平滑用コンデンサ２９を備えているため、瞬間的に１５００Ｗ以上の電力を定着ヒータ１２に供給することができる。
【００７２】
そして、上述のように、直流電力生成回路２０は、定着ローラ１０を、所定の定着温度に温度制御するためには、定着ヒータ１２への供給電力の供給を一定に維持することのできる微細な値での制御が可能な直流を供給し、急速な温度上昇や温度低下にも対応して、電力供給を一定に維持する。
【００７３】
また、画像形成装置１は、上述のように、定着ヒータ１２による定着ローラ１０の定着温度制御の立ち上がり時間を所定値に抑える立ち上がり時間調整モードを備えており、制御回路５０は、モードスイッチで立ち上がり時間調整モードに設定されると、当該定着部２のシーケンスに従って電力供給された際の立ち上がり温度特性を元に、要求される立ち上がり時間と比較して、さらにどれだけの出力電圧をシフトアップさせるか、そのレベルを演算して、立ち上がり時間を過ぎても、定着ヒータ１２に電力を供給することなく、かつ、オーバーシュートを抑えるように直流電力生成回路２０の動作を制御する。
【００７４】
すなわち、上述のように、定着部２の定着ヒータ１２は、メンテナンス等で交換され、各定着ヒータ１２は、その温度特性が図２に示したように異なっており、この定着ヒータ１２の温度特性が定着ローラ１０の温度特性、すなわち、定着部２の温度特性に影響して、この定着部２、すなわち、定着ヒータ１２の温度特性に適さない温度制御を行うと、立ち上がり時間を過ぎても、電力が供給され続けて熱量を加える結果となる。
【００７５】
そこで、本実施例の画像形成装置１は、定着温度制御の立ち上がり時間を所定値に抑制する立ち上がり時間調整モードがモードスイッチで設定されると、制御回路５０が、入力電圧検出回路２４、出力電圧検出回路３０及び電流検出回路２７の検出結果に基づいて、定着ヒータ１２への直流電力生成回路２０からの出力電圧を所定値にシフトアップするレベルを調整して、定着ローラ１０が目標温度に到達するまでの立ち上がり時間を調整している。
【００７６】
したがって、定着部２の定着ヒータ１２の定着温度が定着ヒータ１２の温度特性に適した状態で、目標温度に達するまでの立ち上がり時間に調整を加えることができ、立ち上がり時間が過ぎても、電力が供給され続けて熱量を加えることを防止して、電力の損失を抑えることができるとともに、効率的に定着ヒータ１２を加熱することができる。
【００７７】
また、画像形成装置１は、制御回路５０が、少なくとも定着ヒータ１２が交換されると、立ち上がり時間調整モードでの直流電力生成回路２０から定着ヒータ１２への出力電圧を所定値にシフトアップするレベルを、当該交換後の定着ヒータ１２に対応するレベルに調整する。
【００７８】
したがって、メンテナンス等で定着部２の定着ヒータ１２が交換されると、当該交換後の定着ヒータ１２の温度特性に適した立ち上がり時間に調整することができ、立ち上がり時間を過ぎても、電力が供給され続けて熱量を加えることを確実に防止して、電力の損失をより一層抑えることができるとともに、より一層効率的に定着ローラ１０を加熱することができる。
【００７９】
さらに、本実施例の画像形成装置１は、立ち上がり時間調整モードの設定／解除を任意に選択するモードスイッチで当該立ち上がり時間調整モードの設定が選択さたときにのみ、制御回路５０が、当該立ち上がり時間調整モードを実行している。
【００８０】
したがって、操作者の操作に応じて、当該操作者の利用形態に適した定着ローラ１０の温度制御を行うことができ、電力の損失を抑えることができるとともに、利用性を向上させることができる。
【００８１】
以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８２】
電力供給手段から定着ヒータ等の加熱手段に電力供給して、定着ローラ等の定着部材を加熱する際に、当該定着部材の加熱を当該加熱手段等の温度特性に応じて効率的に行う画像形成装置一般に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８３】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施例を適用した画像形成装置の定着部の要部正面断面図。
【図２】定着ヒータ毎の定着部の温度特性を示す図。
【図３】図１の画像形成装置の定着ヒータへの通電制御回路系の回路図。
【図４】図３の入力交流電圧波形を示す図。
【図５】図３の入力交流電圧波形の電圧を図３の全波整流回路で全波整流した全波整流電圧波形を示す図。
【符号の説明】
【００８４】
１  画像形成装置
２  定着部
１０  定着ローラ
１１  加圧ローラ
１２  定着ヒータ
１３  温度ヒューズ
１４  温度検出センサ
２０  直流電力生成回路
２１  全波整流回路
２２  トランジスタ
２３  コンデンサ
２４  入力電圧検出回路
２５  チョークコイル
２６  トランジスタ
２７  電流検出回路
２８  ダイオード
２９  平滑用コンデンサ
３０  出力電圧検出回路
４１  リレー
４２  フィルタ
４３  交流電源
５０  制御回路
【図１】
2005121871.tif 000003
【図２】
2005121871.tif 000004
【図３】
2005121871.tif 000005
【図４】
2005121871.tif 000006
【図５】
2005121871.tif 000007